Моделирование процесса загрязнения атмосферы при чрезвычайной ситуации в хранилищах с твердым ракетным топливом презентация

Васильевна

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ ПРИ ЧРЕЗВЫЧАЙНОЙ СИТУАЦИИ В ХРАНИЛИЩАХ С ТВЕРДЫМ РАКЕТНЫМ ТОПЛИВОМ

Научный руководитель:
Беляев Николай Николаевич,
д. т. н., профессор


Днепр – 2017

объектом в Украине. На нем хранится, утилизируется и производится твердое ракетное топливо (ТРТ). На территории ПХЗ находиться рад хранилищ, где размещены твердотопливные ракетные двигатели ракетной системы РС-22 (система «Scalpel»). Здесь хранятся ТРТ блоки первой, второй и третьей ступени РС-22.

Рис. 1. Снаряженный корпус твердотопливного ракетного двигателя первой ступени РС-22

Рис. 2. Территория Павлоградского химического завода (ПХЗ): 1 – хранилища твердого ракетного топлива; 2 – здания на территории Павлоградского химического завода

4. Снаряженный корпус двигателя III ступени РС-22 с соплом

Рис. 5. Хранилища твердого ракетного топлива на территории ПХЗ

Таблица 1
Продукты сгорания твердого ракетного топлива МБР «Скальпель» [Устименко Е. Б., Швыдько П. В.]

коэффициент, который зависит от степени вертикальной стойкости воздуха;

- время, на которое рассчитывается глубина площади прогнозированной зоны химического загрязнения.

- глубина зоны химического загрязнения;

Зона поражения в г. Гданськ (выброс химически опасного вещества)

[Vasiliy V. Popovich, Manfred Schrenk, Christophe Claramunt, Kyrill V. Korolenko (Eds.). Information Fusion and Geographic Information Systems. Lecture Notes in Geoinformation and Cartography. Proceedings of the Fourth International Workshop, 17-20 May 2009. – 371 p.]

Модель Гаусса, принятая в NATO

«Microscale»

Рис. 15. Схема расчетной области:
1 – хранилище твердого ракетного топлива;
2 – защитный вал; 3 – направление ветра

Разработанная модель учитывает:
Наличие здания хранилища внутри которого находится источник загрязнения;
Наличие защитного вала сложной формы;
Взаимодействие ветрового потока со зданием хранилища и вытекаемой струей загрязнителя

Рис. 12. Общий вид зоны размещения хранилищ твердого ракетного топлива: 1 – хранилище твердого ракетного топлива, 2 – защитный вал

Рис. 13. Хранилище твердого ракетного топлива:
1 – здание хранилища;
2 – защитный вал

ЭТАП - 2

т.д.

Зона загрязнения
(картирование - mapping)

Таблица (расчет поражающей концентрации в точке нахождения рецептора)

Ввод
данных

СТАДИИ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ

1

2

3

4

Результаты прогнозирования

5

6

топливом; 2 – положение рецептора (здание на территории завода)

Рис. 33. Зона загрязнения для момента времени t=550c
(уровень z=10м)

Таблица 4
Концентрация HCL возле здания на территории завода

промышленных помещениях

(7)

V – объем комнаты;

Q – интенсивность воздухообмена.

t – время;

(8)

Рис.20. Зависимость изменения концентрации HCl внутри производственного здания

– параметр, учитывающий процесс инфильтрации через потолок и пол;

– параметр, учитывающий наличие возле здания иных объектов.

Рис.19б. Расчетная схема затекания токсичного газа в промышленное здание

Рис.19а. Расчетная область в задаче о затекании токсичного газа в промышленное здание: 1 – хранилище ТРТ; 2 – положение рецептора (промышленный корпус №2 на территории завода)

(модель разработанная в USA)

г. Павлоград)

Рис. 34. Зона загрязнения через 3 минуты после начала горения топлива (1 – положение первого рецептора в жилой зоне, 2 – положение второго рецептора)

(11)

Рис. 35. Зона загрязнения через 7минут после начала горения топлива

Рис. 36. Зона загрязнения через 25 минут после начала горения топлива

Рис. 37. Зона загрязнения через 39 минут после начала горения топлива

ЭТАП - 4

опасного вещества в атмосферном воздухе в начале селитебной зоны г. Павлоград

Модель загрязнения воздушной среды в помещении

(12)

V – объем комнаты;

Q – интенсивность воздухообмена.

t – время;

(13)

Таблица 6
Значение концентрации опасного вещества внутри помещения (здание в начале селитебной зоны г. Павлоград)

– параметр, учитывающий процесс инфильтрации через потолок и пол;

– параметр, учитывающий наличие возле здания иных объектов.

t=25 минут после аварии (в данной зоне концентрация опасного вещества была равна или превысила 4.5 мг/м3), скорость ветра 4 м/с

Оценка социального риска в случае чрезвычайной ситуации в хранилище ТРТ
Расчет возможного количества погибших людей в селитебной зоне г. Павлоград

(14)

D – количество погибших людей;

– площадь зоны поражения (рассчитывается с помощью разработанной численной модели, где концентрация химического вещества превышает величину поражающей концентрации, которая для хлористого водорода составляет порядка 4.5 мг/м3);

P – плотность населения (средняя плотность населения для г. Павлоград - 1855 человек/км2).

Рис. 38. Зона смертельного поражения на открытой местности для момента времени t=25 минут после аварии (в данной зоне концентрация опасного вещества была равна или превысила 4.5 мг/м3), скорость ветра 6 м/с